2.600 Yıl Sonra Nihayet Statik Elektriğin Gerçekte Nasıl Çalıştığını Biliyoruz

Hepsi nano ölçek seviyesindeki değişkenliklerle ilgili.

Statik elektriğin ilk belgelenişi milattan önce 600 yılına kadar uzanıyor. Fakat bu ufak şoklar 2.600 yıldır devam etmesine rağmen araştırmacılar iki cismi birbirine sürtmenin nasıl statik elektrik meydana getirdiğini tamamen açıklayamamıştı. Şimdiyse Northwestern Üniversitesinde çalışan bir araştırma takımına göre bu gizem nihayet çözüldü. İki gün önce Nano Letters bülteninde yayımlanan bir çalışmaya göre cevap, “şaşırtıcı derecede basit”. Her şey küçük kusurlarla ilgili.

Malzeme Bilimleri ve Mühendisliği Emeritus Profesörü Lawrence Marks dün yaptığı bir açıklamada, “İnsanlar denemiş olsa da deneysel sonuçları makul veya geçerli olmayan varsayımlar yapmadan açıklayamamışlardı” diyor. “Artık açıklayabiliyoruz. Kayan bir şeyin önünde ve arkasında farklı şekil bozukluklarının ve bu sayede farklı yüklerin olması elektrik akımına yol açıyor.”

Marks ve meslektaşları statik elektriğin özelliklerini ilk olarak 2019 yılında, iki malzemeyi birbirine sürtmenin nesnelerin yüzeyinde çok küçük değişikliklere neden olduğunu keşfettikleri zaman araştırmaya başlamışlar. Bu hareket daha sonra gerilim meydana getirmiş. Araştırma takımı buradan hareketle, “esnek kesme” şeklinde bilinen bir kavrama dayanan ve bir cisim kayan bir kuvvete direnç gösterip bu süreçte sürtünme meydana getirdiğinde ortaya çıkan yeni bir model oluşturmuş. Bu sürtünme, nano boyutlu şekil bozukluklarının her iki tarafında biriktiğinde, elektrik yüklerindeki farklılık bir akım meydana getiriyor ve sonucunda elektrik şoku ortaya çıkıyor.

Statik Elektrik Neden Kışın Daha Fazla Çarpıyor?

“Elektrik akımını hesaplayan yeni bir model geliştirdik” diyor Marks. “Bir dizi farklı vakanın akım değerleri, deneysel sonuçlarla iyi örtüşüyordu.”

Marks, çoğu insan statik elektriği ilkokulda yapılan ve saçları havaya kaldıran fen deneyleriyle ya da elinizi evcil hayvanınızın kürküne sürttükten sonra kapı tokmağına dokunmak gibi faaliyetlerle ilişkilendirse de elektrik akımının aslında dünyada dev bir etkisi olduğunu ve bu etkinin “hem basit hem de köklü şekillerde” gerçekleştiğini söylüyor. Gündelik örneklerden biri de kahve değirmenindeki yüklü taneciklerin, kahve çekirdeklerinin aromasını değiştirmesinde görülebilir. Fakat statik şoklar, toz haline getirilmiş ilaçlarda dozlama komplikasyonları ve endüstriyel yangınlar gibi daha çok daha ciddi meselelerden de sorumlu. Çoğu uzman, Hindenburg trajedisinin muhtemelen statik elektrikten çıkan alevlere bağlı olduğunu düşünüyor. Endüstriler genelindeki uzmanlar iş başındaki bu mekanizmaları daha iyi anlayarak, hem ürünlerinin daha etkili hem de çalışma şartlarının daha güvenli hale getirilmesine yardımcı olabilir.

Marks şöyle açıklıyor: “Dünya, gezegenleri oluşturan parçacıkların kümelenmesindeki anahtar bir adım olmasaydı muhtemelen bir gezegen olmazdı. Bu adım, çarpışan madde taneciklerinin oluşturduğu statik elektrik sebebiyle meydana geliyor. Statik elektriğin yaşamlarımıza ne kadar dokunduğunu ve evrenin ona ne kadar bağlı olduğunu görmek inanılmaz.”

Şimdiyse, binlerce yıl sonra bu kilit olgunun artık kesin bir açıklaması var.

Yazar: Andrew Paul/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.